旋转高压水射流洗井技术研究与应用（张秋建）

关键词：旋转高压水射流洗井 研究应用

旋转高压水射流洗井方法是近年来新开发的洗井方法,与空压机洗井、机械活塞洗井和化学洗井等传统洗井工艺相比, 其更适合于高铁锰水质的水源井洗井。

1 旋转高压水射流洗井的原理

旋转高压水射流洗井方法来源于管道、换热器等领域的高压水射流清洗新技术。它具有高效率、无污染、低强度和节省材料的特点。在工业管道和工业容器内, 清洗内壁结垢效果十分理想, 其效果比采用传统的化学工艺和机械工艺清洗的效果要优越很多。该洗井方法使用清水洗井而无需洗井液, 是一种绿色环保工艺的高效清洗方法。

高铁锰水质地区的地下水多富含铁、锰、钙、镁离子,铁质井管的滤水孔极易遭受电化学腐蚀, 腐蚀的结果就是在滤水孔周围集结了一层碳垢(又称铁细菌)。随着腐蚀的加剧, 碳垢不断积累(铁细菌的生长), 最终会将滤水孔完全堵塞, 致使水源井出水量明显减小。这种碳垢牢牢地附着在井管内壁上, 且质地非常坚硬, 用常规的洗井方法很难予以彻底的清除, 旋转高压水射流洗井则可以用旋转的高压水流将管壁上的碳垢完全冲掉。同时, 高压水流震动敲击井壁, 使井外壁的砾料层重新排列, 进一步疏通了水路, 达到增大出水量的目的。

2 旋转高压水射流洗井工艺控制

应用旋转高压水射流洗井首先应进行水下电视检测,准确找出重点清洗的部位, 然后按下列步骤控制整个洗井过程。

2.1 初步剥离腐蚀层

启动增压构成旋转高压水射流冲击锤, 冲洗压力一般控制在10一20Mpa以内, 进行首次剥离清洗, 冲击设备提降速度为3m/min, 全井段往返3次, 井壁腐蚀层剥离厚度一般小于1mm。

2.2 强力剥离腐蚀层

首次剥离腐蚀层后进行水下电视检测, 评估清洗效果。如效果不明显则增大水压至30一50Mpa, 进行二次剥离清洗, 设备提降速度控制在1一2m/min, 全井段往返3一5次,剥离锈蚀层厚度一般将大于2mm。如电视检测效果仍不理想, 可继续加大水压至50一70Mpa, 但此过程中应严格控制, 防止水压过大对井造成破坏。

2.3 扰动滤料层

经上述2个过程后, 应可通过水下电视看到井管内壁平整光亮, 滤水管滤孔规整通透, 甚至可以看到滤孔外的井壁缠丝。此时, 应适当控制水压强度在20一40Mpa, 加快设备提降速度, 增大水流的空间扰动能力, 进行多次扰动清洗, 目的是使井壁外的滤料层受扰动而重新排列, 增大出水量。

3 应用实例

2003年9月, 潮白河水源地的17眼水源井进行了全工艺复合洗井, 并取得了良好的洗井效果, 其中7#井使用了以旋转高压水射流洗井技术为主的复合洗井工艺。

首先使用井下彩色电视对7#井进行了检测, 井底可见大量的悬浮沉积物。探头取样为黑色、有异味的碳质铁细菌胶结物。井内壁由于胶结有较厚的沉积物厚约10mm,全井段范围内没见到有明显的滤水管井段(滤水孔)。可以断定全井大部分滤管通道被铁细菌堵塞, 这是该井出水量迅速下降的主要原因。其次根据该井检测结果制定了以旋转高压水射流洗井为主的复合洗井方案。

洗井工程由大庆环宇水文地质公司负责实施, 采用了70Mpa的高压水射流洗井机, 分别以20一50Mpa的压力小增量试验冲洗, 然后用井下电视反复检测核准洗井效果。

最后选定以37一43Mpa压力的高压射流反复对滤水管部位进行除垢清洗, 直到将滤水管通道及井外壁砾料疏通为止。

经过一个台班的高压水射流洗井机的冲洗, 并经井下电视检测后, 原来井中看不见的过滤器管井段都出现了,一排排滤水孔通道和滤水孔通道内的滤料清晰可见, 该井的出水量也由洗前的2592m3/d增加到洗后的4581m3/d,且降深只有3m。

4 结语

在实际工程中, 高压水射流洗井使用的压力、设备提降速度、清洗的时间等根据水源井状况是各不相同的, 这需要在试验中不断摸索和总结。一般而言, 工作压力控制在30一50Mpa可以取得较好的洗井效果。

高压水射流洗井技术是一种依靠高压水流进行洗井的新工艺, 它具有操作简便、无洗井液污染、神洗力变化可调、射流点均匀和能够扰动井壁外滤料层等优点, 是绿色环保、高效可行的洗并技术。实践证明它是高铁锰水质地区水源井洗井的一种有效方法。

参考文献

1 供水管井设计施工指南[M].中国建筑工业出版社,1984.

2 吴恒, 查恩来.修井新技术方法简介[J].水文地质工程地质,1996(5).

作者简介：张秋建（1968-）, 男, 高级工程师。

来源：《北京水利》2005年第3期